O impacto de fatores abióticos selecionados no processo de eclosão de Artemia através de

Dec 19, 2023

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 6370 (2023) Citar este artigo

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Os estudos atuais sobre os impactos abióticos na Artemia, um crustáceo amplamente utilizado na aquicultura, e na ecotoxicologia, concentram-se frequentemente na análise de parâmetros (por exemplo, taxas de eclosão, sobrevivência). Aqui, demonstramos que uma compreensão mecanicista pode ser obtida através da medição do consumo de oxigênio em tempo real durante um longo período de tempo em uma plataforma microfluídica. A plataforma permite controle de alto nível do microambiente e observação direta de alterações morfológicas. A título de demonstração, a temperatura e a salinidade são escolhidas para representar parâmetros abióticos críticos que também são ameaçados pelas alterações climáticas. O processo de eclosão da Artemia consiste em quatro etapas diferentes: hidratação, diferenciação, emergência e eclosão. Diferentes temperaturas (20, 35 e 30 °C) e salinidades (0, 25, 50 e 75 ppt) alteram significativamente a duração dos estágios de eclosão, taxas metabólicas e eclodibilidade. Especificamente, a retomada metabólica dos cistos de Artemia dormentes foi significativamente melhorada em temperaturas mais altas e salinidade moderada, no entanto, o tempo necessário para essa retomada dependeu apenas de temperaturas mais altas. A eclodibilidade foi inversamente relacionada à duração do estágio de diferenciação da eclosão, que persistiu por mais tempo em temperaturas e salinidades mais baixas. A abordagem atual de investigação do metabolismo e das alterações físicas correspondentes pode ser empregada para estudar processos de eclosão de outras espécies aquáticas, mesmo aquelas com baixa taxa metabólica.

A crescente concentração de gases de efeito estufa causada pela atividade antrópica está modificando o clima global, e um dos resultados imediatos é o aumento da temperatura ambiente1,2,3. Os oceanos em todo o mundo, agindo como sumidouros de calor, absorvem a maior parte deste calor4,5. A expansão térmica dos oceanos como resultado do aumento do conteúdo de calor, bem como do derretimento das geleiras, produz um aumento no volume dos oceanos, o que tem um efeito direto na salinidade da água oceânica6,7, que é ainda mais exacerbado pelas mudanças no ciclo global da água8,9 . Os efeitos das variações destes parâmetros na reprodução e na saúde podem influenciar a abundância e distribuição de diferentes espécies aquáticas. Os mecanismos precisos de ação de diferentes fatores ambientais em mudança, como fatores abióticos10,11 e tóxicos ambientais12,13 na resposta fenotípica de diversas espécies, foram investigados. Aqui, pretendemos obter uma compreensão mecanicista dos impactos das mudanças no ambiente abiótico no processo de eclosão da Artemia, comumente chamada de artémia, através do monitoramento em tempo real. A Artemia é um alimento vivo popular utilizado na aquicultura devido à sua alta densidade nutricional, facilidade de cultivo e tamanho relativamente pequeno, o que torna esta espécie ideal para facilitar a alimentação de larvas marinhas com boca pequena14,15. Também é amplamente utilizado como organismo modelo em estudos bioquímicos, fisiológicos, genéticos, ecológicos e ecotoxicológicos16,17,18. Apesar do fato de Artemia viver em um ambiente hipersalino, que é seu único mecanismo de defesa contra predadores19,20, a compreensão mecanicista dos efeitos de fatores abióticos no processo de eclosão de Artemia pode potencialmente fornecer insights sobre os efeitos da alteração da temperatura e da salinidade no eclosão de outros crustáceos amplamente difundidos no ambiente marinho, como os Copépodes.

As fêmeas de Artemia desenvolvem um cisto de diapausa sem atividade metabólica detectável durante o modo de reprodução de oviparidade (diapausa endógena)21. Nesta fase de dormência, os cistos podem ser desidratados por secagem ao ar ou remoção osmótica de água, momento em que os cistos ficam quiescentes e podem sobreviver até 28 anos22. O metabolismo dos cistos pode ser retomado - e a eclosão iniciada - quando as condições ambientais são favoráveis23, sendo os principais parâmetros ambientais abióticos que afetam a eclodibilidade a temperatura da água e a salinidade17,24,25. Vários estudos anteriores investigaram o impacto desses parâmetros ambientais abióticos na eclosão de Artemia26,27,28,29,30,31, no entanto, a avaliação foi limitada à medição da taxa de eclosão no final do experimento. Por exemplo, Kumar et al. observaram que o desempenho ideal de eclosão de Artemia ocorreu a 29 °C e 29 partes por mil (ppt) de salinidade26, enquanto Sharahi et al. encontraram que as condições ideais são 27–28 °C e 35 ppt, respectivamente30. Hasan et al. mostraram que a proporção máxima de Artemia eclodiu quando a salinidade e a temperatura foram de 30 ppt e 24 °C, respectivamente, e que a taxa de eclosão diminuiu à medida que a temperatura subiu de 24 para 32 °C, enquanto a salinidade variou entre 20 e 40 ppt27. Ahmed et al. relataram que a salinidade ideal para eclosão é de 20 ppt31. Em outro estudo realizado por Bahr et al. sobre a influência da salinidade na eclosão, a eclodibilidade ótima foi encontrada em salinidades de 60 ppt e temperaturas em torno de 30 °C28. A variação nos parâmetros ideais pode ser devida a diferenças nas configurações de teste (por exemplo, exposição à luz25,30,32) ou variação nas condições ambientais (tamanho do recipiente, gradientes de temperatura/salinidade em meios a granel).